(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記ハニカム体は、上記一対の電極の上記対向方向及び軸方向に直交する方向に分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部と、該基準ハニカム部の両側にそれぞれ１又は複数配置された外側ハニカム部とからなり、上記基準ハニカム部の電気抵抗率が上記外側ハニカム部の電気抵抗率よりも小さく、上記一対の電極の上記基準電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記基準ハニカム部が配置され、かつ、上記外側電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記外側ハニカム部が配置されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項３】
セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項５】
セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されており、該複数の外側電極部は、周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記一対の電極の上記対向方向における電極間の距離のうち、最も長い距離をＬ１、最も短い距離をＬ２とし、電極間の距離がＬ１となる場所における電極間の電気抵抗値をＲ１、電極間の距離がＬ２となる場所における電極間の電気抵抗値をＲ２とした場合、Ａ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１）／（（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１）の関係式で示されるＡ値が０．１〜１０であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記Ａ値が０．８〜１．２であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記ハニカム体の電気抵抗率は、上記各電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率よりも大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のハニカム構造体において、上記各電極の厚みは、０．１〜５ｍｍであることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記ハニカム体に担持された触媒と、上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行う通電手段とを備えた電気加熱式触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の排ガスを浄化するための電気加熱式触媒装置等に用いられるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の排気管内には、排ガスを浄化するための触媒装置が設けられる。この触媒装置としては、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の触媒が担持されたハニカム体等が用いられる。
ところで、触媒の活性化には、例えば４００℃程度の加熱が必要になる。そのため、ハニカム体等の表面に一対の電極を形成し、その一対の電極間に通電を行ってハニカム体等を加熱する電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、円柱形状のハニカム体の表面に一対の電極を設けた発熱体が開示されている。
このような円柱形状（軸方向に直交する断面が円形状）のハニカム体の場合、電極間の距離が一定でなく、場所によって異なる。そのため、電極間の距離が長い部分（電極の中央部分）は、電極間の距離が短い部分（電極の外側部分）に比べて、電気抵抗の関係で電流が流れ難くなる。これにより、ハニカム体の昇温が不均一となり、温度ばらつきが生じる。
【０００４】
そこで、特許文献２には、ハニカム体を均一に昇温させるため、円柱形状のハニカム体にスリットを設け、ハニカム体内の電気抵抗を調整した電極一体型ハニカムヒータが開示されている。
また、特許文献３には、同じくハニカム体を均一に昇温させるため、軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状のハニカム体を用い、電極間の距離を一定としたハニカムモノリスヒータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０６７３５号公報
【特許文献２】特開平４−６７５８８号公報
【特許文献３】特開平４−２８００８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２の電極一体型ハニカムヒータは、電気抵抗調整用のスリットを設けたことにより、ハニカム体内の電流経路が長くなるため、早期に昇温させることが困難となる。また、ハニカム体にスリットを設けるため、強度や排ガス浄化性能が低下するおそれがある。
また、上記特許文献３のハニカムモノリスヒータは、ハニカム体の軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状であるため、例えば、車両の排気管内に設けられた収容部への収容（ケーシング）が容易ではなく、搭載性に問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、搭載性に優れ、ハニカム体を均一に昇温させることができるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記ハニカム体は、上記一対の電極の上記対向方向及び軸方向に直交する方向に分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部と、該基準ハニカム部の両側にそれぞれ１又は複数配置された外側ハニカム部とからなり、上記基準ハニカム部の電気抵抗率が上記外側ハニカム部の電気抵抗率よりも小さく、上記一対の電極の上記基準電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記基準ハニカム部が配置され、かつ、上記外側電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記外側ハニカム部が配置されていることを特徴とするハニカム構造体にある（請求項１）。
第２の発明は、セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある（請求項３）。
第３の発明は、セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある（請求項５）。
【０００９】
第４の発明は、上記第１の発明のハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記ハニカム体に担持された触媒と、上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行う通電手段とを備えた電気加熱式触媒装置にある（請求項１１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記第１〜第３の発明の上記ハニカム構造体において、ハニカム体は、セル形成部を円筒形状の外皮部で覆うようにして構成されており、軸方向に直交する断面が円形状である。したがって、ハニカム体の外皮部の外周面に沿って設けられた一対の電極は、該一対の電極の対向方向における電極間の距離が場所によって異なる。具体的には、各電極の中央部から外側へ行くほど電極間の距離が短くなる。そのため、各電極の中央部から外側へ行くほど電極間に電流が流れ易い。
【００１１】
そこで、各電極を対向方向において対となるように周方向に分割し、該各電極をその周方向中央部に配置された基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ１又は複数配置された外側電極部とにより構成している。そして、電極間の距離が長い基準電極部の電気抵抗率を、該基準電極部に比べて電極間の距離が短い外側電極部の電気抵抗率よりも小さくしている。
【００１２】
上記のごとく、各電極を周方向に分割して構成し、電極間の距離に基づいて電気抵抗率を制御することで、ハニカム体に流れる電流の経路によって一対の電極端子間の電気抵抗値が偏ることを抑制し、ハニカム体に流れる電流の均一化を図ることができる。これにより、軸方向に直交する断面が円形状のハニカム体であっても均一に昇温させることができ、該ハニカム体内の温度ばらつきを抑制することができる。また、これによって、ハニカム体内に生じる熱応力を抑制・緩和することができ、該ハニカム体の割れ等の発生を防止することができる。
【００１３】
また、上記ハニカム体は、軸方向に直交する断面が円形状であり、全体として円柱形状を呈している。そのため、ハニカム構造体の取扱いが非常に容易になる。例えば、ハニカム構造体を車両の排気管内へ収容する作業が容易になる。また、ハニカム構造体を外周から均一な力で保持した状態で収容することができ、振動や応力等に起因するハニカム構造体の割れ等の発生を抑制することができる。これにより、ハニカム構造体の搭載性を十分に確保することができる。
【００１４】
上記第４の発明の電気加熱式触媒装置は、上記第１〜第３の発明のいずれかのハニカム構造体を備えている。そのため、上記通電手段によって上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行うことにより、上記ハニカム体を均一に昇温させることができる。これにより、該ハニカム体に担持された触媒を全体的に効率よく活性化させることができ、排ガス浄化性能を早期に発揮することができる。
【００１５】
このように、上記第１〜第４の発明によれば、搭載性に優れ、ハニカム体を均一に昇温させることができるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、ハニカム構造体を示す説明図。
【図２】実施例１における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図３】実施例１における、プラス側の電極周辺を拡大して示す説明図。
【図４】実施例２における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図５】実施例３における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図６】実施例３における、ハニカム構造体をプラス側の電極側から見た説明図。
【図７】実施例４における、プラス側の電極周辺を拡大して示す説明図。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ線矢視断面説明図。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ線矢視断面説明図。
【図１０】実施例５における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図１１】実施例５における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図１２】実施例６における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面において温度測定位置を示す説明図。
【図１３】ハニカム構造体における電気抵抗値を測定する方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記第１〜第４の発明において、上記ハニカム体の上記セル形成部は、例えば、格子状に配された多孔質の隔壁と、該隔壁に囲まれて軸方向に伸びる複数のセルとにより構成することができる。
また、上記ハニカム構造体を電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）として用いる場合には、上記ハニカム体の上記セル形成部の隔壁等に、上記触媒としてのＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等からなる三元触媒等を担持させることができる。
【００１８】
上記第１〜第３の発明において、上記各電極は、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されており、該複数の外側電極部は、周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなることが好ましい（請求項６）。
この場合には、電極間の距離が短くなるにつれて上記外側電極部の電気抵抗率を大きくすることにより、上記ハニカム体に流れる電流の偏りをさらに抑制し、より均一化を図ることができる。これにより、上記ハニカム体をより一層均一に昇温させることができる。
【００１９】
また、上記一対の電極の上記対向方向における電極間の距離のうち、最も長い距離をＬ１、最も短い距離をＬ２とし、電極間の距離がＬ１となる場所における電極間の電気抵抗値をＲ１、電極間の距離がＬ２となる場所における電極間の電気抵抗値をＲ２とした場合、Ａ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１）／（（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１）の関係式で示されるＡ値が０．１〜１０であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させることができる。
【００２０】
また、上記Ａ値が０．８〜１．２であることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させるという上述の効果をより一層発揮することができる。
【００２１】
ここで、上記Ａ値について、後述する実施例１のハニカム構造体（図１〜図３参照）と同様の構造のハニカム構造体を例に説明する。
図１３に示すごとく、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおける電極間の距離のうち、最も長い距離をＬ１、最も短い距離をＬ２とする。同図の例では、最も長い距離Ｌ１は、基準電極部３１、４１の中央部の位置（電極３、４の中央部の位置）である。また、最も短い距離Ｌ２は、外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂの最も外側の位置（電極３、４の最も外側の位置）である。
【００２２】
次に、電極間の距離がＬ１となる場所における電極間の電気抵抗値を測定し、これをＲ１とする。また、電極間の距離がＬ２となる場所における電極間の電気抵抗値を測定し、これをＲ２とする。それぞれの電気抵抗値Ｒ１、Ｒ２は、電極端子３０、４０間に１Ａの電流を流し、電極３、４間（その電極３、４部分も含む）にマルチメータ８のテストリード８１を当てて電圧を測定し、その電圧から電気抵抗値Ｒ１、Ｒ２を求める。テストリード８１を当てる位置は、電気抵抗値Ｒ１を測定する場合にはＭ１１とＭ１２、電機抵抗値Ｒ２を測定する場合にはＭ２１、Ｍ２２である。
【００２３】
一般的に、電気抵抗率と断面積が一定であれば、電気抵抗値は距離に比例する。基本的に、電流が流れるハニカム体２の電気抵抗率と断面積は一定とみなすことができるため、電気抵抗値Ｒ１、Ｒ２は距離Ｌ１、Ｌ２に比例する。電気抵抗値Ｒ１、Ｒ２が距離Ｌ１、Ｌ２に比例し、電極３、４間において中央部と外側とで同様に電流が流れる（これを理想状態という）とすれば、ハニカム体２を均一に昇温させることができる。したがって、このような理想状態では、Ａ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１）／（（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１）の関係式で示される上記Ａ値が１となるはずである。しかしながら、実際には、電極３、４間において中央部の電流値と外側の電流値とは必ずしも一致するわけではなく、その差が大きくなればなるほど、上記Ａ値が１からずれてしまう。
【００２４】
具体的には、電極３、４間において外側に電流が流れ易い場合、例えば、電極３、４の電気抵抗値が小さい場合には、電気抵抗値Ｒ１とＲ２との差が小さくなるため、上記Ａ値が１よりも大きくなる。逆に、電極３、４間において中央部に電流が流れ易い場合、例えば、電極３、４の電気抵抗値が大きく場合には、上記Ａ値が１よりも小さくなる。
【００２５】
そこで、上記Ａ値が上記特定の範囲内となるように、すなわち上記Ａ値ができるだけ１に近づくように、電極３、４（基準電極部３１、４１、外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ）の電気抵抗率を調整することで、ハニカム体２に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、ハニカム体２を均一に昇温させることができる。また、どのようなサイズのハニカム体２であっても、上記Ａ値が上記特定の範囲内となるようにすることで、上記の効果を容易に得ることができる。
【００２６】
また、上記ハニカム体の電気抵抗率は、上記各電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率よりも大きいことが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記電極の全体を電流が流れることにより、上記一対の電極間全体において電流が確実に流れるようにすることができる。これにより、上記ハニカム体を均一に昇温させるという効果を確実に得ることができる。
【００２７】
例えば、上記ハニカム体よりも電気抵抗率が大きい上記外側電極部が存在すると、該外側電極部に電流が流れるよりも上記ハニカム体に電流が流れ易くなってしまうため、上記一対の電極間全体において電流が確実に流れるようにすることができないおそれがある。これにより、上記ハニカム体内に温度ばらつきが生じ、該ハニカム体を均一に昇温させるという効果を十分に得ることができないおそれがある。
【００２８】
第１の発明においては、上記ハニカム体は、上記一対の電極の上記対向方向に直交する方向に分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部と、該基準ハニカム部の両側にそれぞれ１又は複数配置された外側ハニカム部とからなり、上記基準ハニカム部の電気抵抗率が上記外側ハニカム部の電気抵抗率よりも小さく、上記一対の電極の上記基準電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記基準ハニカム部が配置され、かつ、上記外側電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記外側ハニカム部が配置されている。
これにより、上記一対の電極だけでなく、上記ハニカム体の電気抵抗率をも調整することにより、上記ハニカム体を均一に昇温させるという効果をさらに容易に得ることができる。
【００２９】
また、上記各電極について、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されている場合には、上記ハニカム体についても、上記基準ハニカム部の両側にそれぞれ複数の上記外側ハニカム部を配置し、上記外側電極部と同様に、外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなるように構成することができる。また、上記各外側ハニカム部は、上記外側電極部同士の間の各領域の少なくとも一部に配置されるようにすればよい。
【００３０】
また、上記各電極の厚みは、０．１〜５ｍｍであることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に上記各電極を容易かつ確実に形成することができると共に、上記ハニカム構造体の搭載性を十分に確保することができる。
【００３１】
例えば、上記各電極の厚みが０．１ｍｍ未満の場合には、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に上記各電極を形成することが困難となるおそれがある。
一方、上記各電極の厚みが５ｍｍを超える場合には、例えば車両の排気管内への収容時に上記ハニカム構造体を外周から均一な力で保持することが困難となり、搭載性が低下するおそれがある。
したがって、上記各電極は、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に形成する際の容易性の他、上記ハニカム構造体の搭載性等の観点から、それぞれ均一な厚みで形成されていることが好ましい。
【００３２】
第２の発明においては、上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられている。
これにより、例えば車両の排気管内への収容時に加わる応力、車両の振動、使用時に生じる熱応力等を上記隙間によって抑制・緩和することができる。これにより、上記各電極における割れの発生を防止することができる。
【００３３】
また、上記各電極について、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されている場合には、さらに上記外側電極部同士の間に隙間を設けてもよい。これにより、上記各電極における割れの発生をさらに防止することができる。
【００３４】
第３の発明においては、上記外側電極部と上記ハニカム体との間の一部には、隙間が設けられている。
これにより、上記隙間を設けることによって上記電極の外側部分（外側電極部等）における電気抵抗値を調整することができる。具体的には、上記電極の外側部分の電気抵抗値を大きくして外側に電流が流れにくくなるようにすることができる。これにより、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制する効果を高めることができる。
【００３５】
また、上記各電極を構成する材料としては、例えば、ＳｉＣやＳｉＣにＳｉ（金属シリコン）を含浸させたＳｉＣ−Ｓｉ等のセラミックス、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｌ又はこれらの合金等の金属を用いることができる。
ただし、上記各電極を構成する材料として金属を用いた場合には、セラミックスに比べて電気抵抗率が非常に小さいため、上記各電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率の調整がセラミックスに比べて困難である。よって、電気抵抗率の調整という観点から、セラミックスを用いることが好ましい。
【００３６】
また、上記一対の電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率の調整は、様々な方法を用いて行うことができる。例えば、上記基準電極部及び上記外側電極部を構成する材料の組成、密度等を変化させたりすることによって電気抵抗率の調整を行うことができる。
【００３７】
材料の組成によって電気抵抗率を調整する方法としては、例えば、上記電極の材料に含有される不純物等を制御する等の方法がある。
具体的には、上記電極の材料としてＳｉＣを用いた場合には、そのＳｉＣに不純物としてのＮ、Ｂ、Ａｌ等を固溶させ、その不純物量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、上記電極の材料としてＳｉＣ−Ｓｉを用いた場合には、ＳｉＣに金属シリコン（Ｓｉ）を含浸させ、そのＳｉ量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、これらの方法を組み合わせることもできる。
【００３８】
密度によって電気抵抗率を調整する方法としては、例えば、上記電極の材料に含有される有機物等を制御する等の方法がある。
具体的には、上記電極の材料に有機物（例えば、樹脂等）を添加し、その有機物を焼失させて最終的な密度（気孔率）を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。
【００３９】
また、上記ハニカム体における上記基準ハニカム部及び上記外側ハニカム部の電気抵抗率の調整は、様々な方法を用いて行うことができる。例えば、上記基準ハニカム部及び上記外側ハニカム部を構成する材料の組成、密度等を変化させたりすることによって電気抵抗率の行うことができる。
【００４０】
材料の組成によって電気抵抗率を調整する方法としては、例えば、上記ハニカム体の材料に含有する不純物等を制御する等の方法がある。
具体的には、上記ハニカム体の材料としてＳｉＣを用いた場合には、そのＳｉＣに不純物としてのＮ、Ｂ、Ａｌ等を固溶させ、その不純物量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、上記ハニカム体の材料としてＳｉＣ−Ｓｉを用いた場合には、ＳｉＣに金属シリコン（Ｓｉ）を含浸させ、そのＳｉ量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、これらの方法を組み合わせることもできる。
【００４１】
密度によって電気抵抗率を調整する方法としては、例えば、上記電極の材料に含有する有機物等を制御する等の方法がある。
具体的には、上記ハニカム体の材料に有機物（例えば、樹脂等）を添加し、その有機物を焼失させて最終的な密度（気孔率）を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）について、図を用いて説明する。
本例のハニカム構造体１は、図１〜図３に示すごとく、セル形成部２１とセル形成部２１の周囲を覆う円筒形状の外皮部２２と有するハニカム体２と、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１において径方向に対向配置された一対の電極３、４とを備えている。
【００４３】
各電極３、４は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子３０、４０が設けられた基準電極部３１、４１と、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ複数配置された外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂとからなる。
一対の電極３、４における基準電極部３１、４１同士及び外側電極部３２ａ、４２ａ（３２ｂ、４２ｂ）同士は、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおいて互いに対となるように配置されている。
各電極３（４）において、基準電極部３１（４１）の電気抵抗率は、外側電極部３２ａ、３２ｂ（４２ａ、４２ｂ）の電気抵抗率よりも小さい。
以下、これを詳説する。
【００４４】
図１に示すごとく、ハニカム構造体１において、ハニカム体２は、セル形成部２１と、セル形成部２１の周囲を覆う円筒形状の外皮部２２と有し、全体として円柱形状を呈している。また、ハニカム体２は、ＳｉＣを主成分とする多孔質セラミックスからなる。
セル形成部２１は、四角形格子状に配された多孔質の隔壁２１１と、その隔壁２１１に囲まれて軸方向に伸びる多数のセル２１２とにより構成されている。
【００４５】
図１、図２に示すごとく、ハニカム体２において、外皮部２２の外周面２２１には、一対の電極３、４がハニカム体２を挟持するように径方向に対向して設けられている。
各電極３、４は、それぞれ外皮部２２の外周面２２１に沿って周方向に均一な厚みで形成されている。また、各電極３、４は、ＳｉＣ−Ｓｉの複合材を主成分とする導電性セラミックスからなる。また、各電極３、４の厚みは、１ｍｍである。
【００４６】
図２に示すごとく、プラス側の電極３は、その周方向中央部に配置された基準電極部３１と、基準電極部３１の周方向両側にそれぞれ配置された外側電極部３２ａ、３２ｂとからなる。すなわち、プラス側の電極３は、１つの基準電極部３１とその両側の２つの外側電極部３２ａ、３２ｂとにより構成されている。また、基準電極部３１には、プラス側の電極端子３０が設けられている。電極端子３０は、基準電極部３１の周方向中央部であって軸方向中央部に設けられている。
【００４７】
一方、マイナス側の電極４は、その周方向中央部に配置された基準電極部４１と、基準電極部４１の周方向両側にそれぞれ配置された外側電極部４２ａ、４２ｂとからなる。すなわち、マイナス側の電極４は、１つの基準電極部４１とその両側の２つの外側電極部４２ａ、４２ｂとにより構成されている。また、基準電極部４１には、マイナス側の電極端子４０が設けられている。電極端子４０は、基準電極部４１の周方向中央部であって軸方向中央部に設けられている。
【００４８】
そして、プラス側の電極３の基準電極部３１とマイナス側の電極４の基準電極部４１とは、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおいて対となるように、すなわち対向方向Ｘにおいて対称となる位置に設けられている。また、プラス側の電極３の外側電極部３２ａ、３２ｂとマイナス側の電極４の外側電極部４２ａ、４２ｂとは、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおいてそれぞれ対となるように、すなわち対向方向Ｘにおいてそれぞれ対称となる位置に設けられている。
【００４９】
図３に示すごとく、プラス側の電極３において、隣接する基準電極部３１と外側電極部３２ａ、３２ｂとは、両者の間に配設された導電性の接着剤５１を介して接合されている。接着剤５１は、電極３を構成するＳｉＣ−Ｓｉの複合材、カーボン、バインダ等を含有するペーストである。
また、基準電極部３１及び外側電極部３２ａ、３２ｂは、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に接合されている。
また、電極端子３０は、基準電極部３１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、基準電極部３１に接合されている。
【００５０】
一方、図示を省略したが、プラス側の電極３と同様に、マイナス側の電極４において、隣接する基準電極部４１と外側電極部４２ａ、４２ｂとは、両者の間に配設された導電性の接着剤５１を介して接合されている。
また、基準電極部４１及び外側電極部４２ａ、４２ｂは、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に接合されている。
また、電極端子４０は、基準電極部４１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、基準電極部４１に接合されている。
【００５１】
図１、図２に示すごとく、プラス側の電極３において、基準電極部３１の電気抵抗率は、その基準電極部３１の周方向両側に隣接する外側電極部３２ａ、３２ｂの電気抵抗率よりも小さい。
また、マイナス側の電極４において、基準電極部４１の電気抵抗率は、その基準電極部４１の周方向両側に隣接する外側電極部４２ａ、４２ｂの電気抵抗率よりも小さい。
【００５２】
本例では、各電極３、４において、基準電極部３１、４１は、どちらも同じ電気抵抗率である。また、外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂは、いずれも同じ電気抵抗率である。
また、ハニカム体２の電気抵抗率は、各電極３、４における基準電極３１、４１及び外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂの電気抵抗率よりも大きい。
【００５３】
図１に示すごとく、ハニカム構造体１において、各電極３、４の電極端子３０、４０には、外部電源８１を備えた通電手段８０が接続されている。また、ハニカム体２におけるセル形成部２１の隔壁２１１の表面には、触媒が担持されている。本例では、触媒として貴金属であるＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の三元触媒を用いた。
そして、ハニカム構造体１は、通電手段８０によって一対の電極３、４間に通電を行うことにより、ハニカム体２を加熱することができる。これにより、ハニカム構造体１は、電気加熱式触媒装置８として用いられる。
【００５４】
次に、本例のハニカム構造体１の製造方法について簡単に説明する。
まず、ＳｉＣを主成分とする多孔質セラミックスからなるハニカム体２を成形する。また、各電極３、４における基準電極部３１、４１及び外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂとなるシート状の電極材をそれぞれ成形する。電極材は、ＳｉＣ−Ｓｉの複合材を主成分とする焼成体よりなる。
【００５５】
次いで、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に、ＳｉＣ−Ｓｉの複合材、カーボン、バインダ等を含有するペースト状の接着剤５１を介して、それぞれの電極材を配置する。また、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に配置した電極材同士を接合するために、電極材同士の間に接着剤５１を塗布する。
【００５６】
次いで、外皮部２２の外周面２２１に各電極材を配置したハニカム体２を所定の温度（約１６００℃）、所定の雰囲気条件（Ａｒ雰囲気、常圧）で加熱・焼成する。
これにより、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に一対の電極３、４（基準電極部３１、４１及び外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ）を設けたハニカム構造体１が得られる。
【００５７】
次に、本例のハニカム構造体１及びそれを用いた電気加熱式触媒装置８における作用効果について説明する。
本例のハニカム構造体１において、ハニカム体２は、セル形成部２１が円筒形状の外皮部２２に覆われて構成されており、軸方向に直交する断面が円形状である。したがって、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に沿って設けられた一対の電極３、４は、その一対の電極３、４の対向方向Ｘにおける電極間の距離が場所によって異なる。具体的には、各電極３、４の中央部から外側へ行くほど電極間の距離が短くなる。そのため、各電極３、４の中央部から外側へ行くほど電極間に電流が流れ易い。
【００５８】
そこで、各電極３、４を対向方向Ｘにおいて対となるように周方向に分割し、各電極３、４をその周方向中央部に配置された基準電極部３１、４１と、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ配置された外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂとにより構成している。そして、電極間の距離が長い基準電極部３１（４１）の電気抵抗率を、基準電極部３１（４１）に比べて電極間の距離が短い外側電極部３２ａ、３２ｂ（４２ａ、４２ｂ）の電気抵抗率よりも小さくしている。
【００５９】
上記のごとく、各電極３、４を周方向に分割して構成し、電極間の距離に基づいて電気抵抗率を制御することで、ハニカム体２に流れる電流の経路によって一対の電極端子３０、４０間の電気抵抗値が偏ることを抑制し、ハニカム体２に流れる電流の均一化を図ることができる。これにより、軸方向に直交する断面が円形状のハニカム体２であっても均一に昇温させることができ、ハニカム体２内の温度ばらつきを抑制することができる。また、これによって、ハニカム体２内に生じる熱応力を抑制・緩和することができ、ハニカム体２の割れ等の発生を防止することができる。
【００６０】
また、ハニカム体２は、軸方向に直交する断面が円形状であり、全体として円柱形状を呈している。そのため、ハニカム構造体１の取扱いが非常に容易になる。例えば、ハニカム構造体１を車両の排気管内へ収容する作業が容易になる。また、ハニカム構造体１を外周から均一な力で保持した状態で収容することができ、振動や応力等に起因するハニカム構造体１の割れ等の発生を抑制することができる。これにより、ハニカム構造体１の搭載性を十分に確保することができる。
【００６１】
また、ハニカム体２の電気抵抗率は、各電極３、４における基準電極３１、４１及び外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂの電気抵抗率よりも大きい。そのため、電極３、４全体を電流が流れることにより、一対の電極３、４間全体において電流が確実に流れるようにすることができる。これにより、ハニカム体２を均一に昇温させるという効果を確実に得ることができる。
【００６２】
また、各電極３、４（基準電極部３１、４１、外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ）の厚みは、０．１〜５ｍｍの範囲内である。そのため、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に各電極３、４を容易かつ確実に形成することができると共に、ハニカム構造体１の搭載性を十分に確保することができる。
【００６３】
本例の電気加熱式触媒装置８は、上述したハニカム構造体１を備えている。そのため、通電手段によってハニカム構造体１の一対の電極３、４間に通電を行うことにより、ハニカム体２を均一に昇温させることができる。これにより、ハニカム体２に担持された触媒を全体的に効率よく活性化させることができ、排ガス浄化性能を早期に発揮することができる。
【００６４】
このように、本例によれば、搭載性に優れ、ハニカム体２を均一に昇温させることができるハニカム構造体１及びそれを用いた電気加熱式触媒装置８を提供することができる。
【００６５】
（実施例２）
本例は、図４に示すごとく、各電極３、４の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極３、４は、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ複数の外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが配置されており、これらの外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄは、周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなる。
【００６６】
具体的には、同図に示すごとく、プラス側の電極３は、その周方向中央部に配置された基準電極部３１と、基準電極部３１の周方向両側にそれぞれ２つずつ配置された外側電極部３２ａ〜３２ｄとからなる。すなわち、プラス側の電極３は、１つの基準電極部３１とその両側２つずつの合計４つの外側電極部３２ａ〜３２ｄとにより構成されている。
【００６７】
一方、マイナス側の電極４は、その周方向中央部に配置された基準電極部４１と、基準電極部４１の周方向両側にそれぞれ２つずつ配置された外側電極部４２ａ〜４２ｄとからなる。すなわち、マイナス側の電極４は、１つの基準電極部４１とその両側２つずつの合計４つの外側電極部４２ａ〜４２ｄとにより構成されている。
【００６８】
そして、プラス側の電極３の基準電極部３１とマイナス側の電極４の基準電極部４１とは、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおいて対となるように配置されている。また、プラス側の電極３の外側電極部３２ａ〜３２ｄとマイナス側の電極４の外側電極部４２ａ〜４２ｄとは、一対の電極３、４の対向方向Ｘにおいてそれぞれ対となるように配置されている。
【００６９】
同図に示すごとく、プラス側の電極３において、外側電極部３２ａの電気抵抗率は、その外側にある外側電極部３２ｃの電気抵抗率よりも小さい。また、外側電極部３２ｂの電気抵抗率は、その外側にある外側電極部３２ｄの電気抵抗率よりも小さい。
すなわち、プラス側の電極３は、基準電極部３１、外側電極部３２ａ、外側電極部３２ｃの順に、また基準電極部３１、外側電極部３２ｂ、外側電極部３２ｄの順に、周方向中央部から周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きい。
【００７０】
一方、マイナス側の電極４において、外側電極部４２ａの電気抵抗率は、その外側にある外側電極部４２ｃの電気抵抗率よりも小さい。また、外側電極部４２ｂの電気抵抗率は、その外側にある外側電極部４２ｄの電気抵抗率よりも小さい。
すなわち、マイナス側の電極４は、基準電極部４１、外側電極部４２ａ、外側電極部４２ｃの順に、また基準電極部４１、外側電極部４２ｂ、外側電極部４２ｄの順に、周方向中央部から周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きい。
【００７１】
また、各電極３、４において、基準電極部３１、４１は、どちらも同じ電気抵抗率である。また、外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂは、いずれも同じ電気抵抗率である。また、外側電極部３２ｃ、３２ｄ、４２ｃ、４２ｄは、いずれも同じ電気抵抗率である。
また、ハニカム体２の電気抵抗率は、各電極３、４における基準電極３１、４１及び外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄの電気抵抗率よりも大きい。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００７２】
本例の場合には、電極間の距離が短くなるにつれて外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄの電気抵抗率を大きくすることにより、ハニカム体２に流れる電流の偏りをさらに抑制し、より均一化を図ることができる。これにより、ハニカム体２をより一層均一に昇温させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００７３】
また、本例では、図４に示すごとく、各電極３、４において、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ２つずつの外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが配置されている構成としたが、例えば、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ３つ以上の外側電極部が配置されている構成とすることもできる。
【００７４】
（実施例３）
本例は、図５、図６に示すごとく、各電極３、４の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極３（４）は、基準電極部３１（４１）とその基準電極部３１（４１）の周方向両側に隣接する外側電極部３２ａ、３２ｂ（４２ａ、４２ｂ）との間に隙間５０が設けられている。
【００７５】
具体的には、同図に示すごとく、プラス側の電極３において、隣接する基準電極部３１と外側電極部３２ａ、３２ｂとは、両者の間に配設された導電性の接着剤５１を介して接合されている。ただし、両者の間には、断続的に接着剤５１を塗布しない部分が形成されており、その部分に隙間５０が設けられている。
【００７６】
一方、図示を省略したが、プラス側の電極３と同様に、マイナス側の電極４において、隣接する基準電極部４１と外側電極部４２ａ、４２ｂとは、両者の間に配設された導電性の接着剤５１を介して接合されている。ただし、両者の間には、断続的に接着剤５１を塗布しない部分が形成されており、その部分に隙間５０が設けられている。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００７７】
本例の場合には、ハニカム構造体１を車両の排気管内へ収容する時に加わる応力や使用時の振動等を隙間５０によって抑制・緩和することができる。これにより、各電極３、４における割れの発生を防止することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００７８】
また、上述の実施例２の図４に示すように、各電極３、４において、基準電極部３１、４１の周方向両側にそれぞれ複数の外側電極部３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが配置されている構成の場合には、さらに外側電極部同士の間（例えば、外側電極３２ａ、３２ｃ同士の間）に隙間５０を設けることもできる。これにより、各電極３、４における割れの発生をさらに防止することができる。
【００７９】
（実施例４）
本例は、図７、図８に示すごとく、各電極３、４の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極３（４）において、外側電極部３２ａ、３２ｂ（４２ａ、４２ｂ）とハニカム体２との間の一部には、隙間５９が設けられている。
【００８０】
具体的には、同図に示すごとく、プラス側の電極３において、外側電極部３２ａ、３２ｂは、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に接合されている。そして、両者の間には、接着剤５１を塗布しない部分が形成されており、その部分に隙間５９が設けられている。
【００８１】
一方、図示を省略したが、プラス側の電極３と同様に、マイナス側の電極４において、外側電極部４２ａ、４２ｂは、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１との間に配設された導電性の接着剤５１を介して、ハニカム体２の外皮部２２の外周面２２１に接合されている。そして、両者の間には、接着剤５１を塗布しない部分が形成されており、その部分に隙間５９が設けられている。
【００８２】
この隙間５９は、図８に示すごとく、ハニカム体２の軸方向に貫通するように形成されていてもよいが、隙間５９が貫通するように形成されていると、隙間５９に排ガスが侵入し、排ガス浄化性能の低下を招いたり、電極３、４とハニカム体２との接合強度が低下して剥離したりするおそれが生じる。そのため、例えば、図９に示すごとく、隙間５９の軸方向の両端に接着剤５１を塗布して蓋をする構成とすることもできる。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００８３】
本例の場合には、隙間５９を設けることによって電極３、４の外側部分（外側電極部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ等）における電気抵抗値を調整することができる。具体的には、電極３、４の外側部分の電気抵抗値を大きくして外側に電流が流れにくくなるようにすることができる。これにより、ハニカム体２に流れる電流の偏りを抑制する効果を高めることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００８４】
（実施例５）
本例は、図１０に示すごとく、ハニカム体２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、ハニカム体２は、一対の電極３、４の対向方向Ｘ及び軸方向に直交する方向（直交方向）Ｙに分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部２３と、その基準ハニカム部２３の両側にそれぞれ配置された外側ハニカム部２４ａ、２４ｂとからなる。また、基準ハニカム部２３の電気抵抗率は、外側ハニカム部２４ａ、２４ｂの電気抵抗率よりも小さい。また、一対の電極３、４の基準電極部３１、４１同士の間の領域に基準ハニカム部２３が配置され、かつ、外側電極部３２ａ、４２ａ（３２ｂ、４２ｂ）同士の間の領域に外側ハニカム部２４ａ（２４ｂ）が配置されている。
【００８５】
具体的には、同図に示すごとく、ハニカム体２は、１つの基準ハニカム部２３とその両側の２つの外側ハニカム部２４ａ、２４ｂとにより構成されている。
基準ハニカム部２３は、基準電極部３１、４１同士の間の領域に配置されている。また、外側ハニカム部２４ａは、外側電極部３２ａ、４２ａ同士の間の領域に配置され、外側ハニカム部２４ｂは、外側電極部３２ｂ、４２ｂ同士の間の領域に配置されている。
【００８６】
そして、上述したように、ハニカム体２において、基準ハニカム部２３の電気抵抗率は、外側ハニカム部２４ａ、２４ｂの電気抵抗率よりも小さい。また、外側ハニカム部２４ａ、２４ｂは、いずれも同じ電気抵抗率である。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００８７】
本例の場合には、一対の電極３、４だけでなく、一対の電極３、４間に存在するハニカム体２の電気抵抗率をも調整することにより、ハニカム体２を均一に昇温させるという効果をさらに容易に得ることができる。また、ハニカム体２を分割して構成することにより、これらを接合したハニカム体２は、全体の構造強度が高くなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００８８】
また、本例では、図１０に示すごとく、ハニカム体２は、直交方向Ｙに分割された基準ハニカム部２３及び外側ハニカム部２４ａ、２４ｂにより構成されているが、例えば、図１１に示すごとく、基準ハニカム部２３及び外側ハニカム部２４ａ、２４ｂをそれぞれ対向方向Ｘにさらに分割して（図１１では３つに分割して）構成することもできる。この場合には、ハニカム体２としての構造強度が高くなり、より一層割れの発生を防止することができる。
【００８９】
（実施例６）
本例は、表１〜表３に示すごとく、ハニカム構造体におけるハニカム体の昇温性について調べたものである。
本例では、１２種類のハニカム構造体（試験体１〜１２）を準備し、そのハニカム体に電流を流して昇温させた場合の温度ばらつきを調べた。
【００９０】
まず、ハニカム構造体（試験体１〜１２）の構成について説明する。
試験体１のハニカム構造体は、一対の電極をハニカム体の外周面に設けた従来のハニカム構造体である。
試験体２〜１１のハニカム構造体は、実施例１、４のハニカム構造体（図１〜図３、図７、図８参照）と同様の構成である。すなわち、一対の電極をハニカム体の外周面に設け、各電極が基準電極部及びその両側に配置された外側電極部からなるものである。
【００９１】
また、ハニカム構造体を構成するハニカム体としては、導電性を有するＳｉＣ材料からなるハニカム体を用いた。
ハニカム体の外径は９３ｍｍ、長さは１００ｍｍである。また、ハニカム体において、セル数は４００ｃｐｓｉ、隔壁の厚みは６ｍｉｌ（ｍｉｌ＝１／１０００ｉｎｃｈ）である。また、ハニカム体の電気抵抗値は１２Ωである。
【００９２】
また、ハニカム体の電気抵抗値は、様々な方法で求めることができる。一般的な方法として、電気抵抗値の低いメッシュ状、板状の金属や電気抵抗率に低いＡｇペースト等を電極とし、その電極間に一定の電流（例えば、１Ａ）を流したときの電圧をマルチメータ等で測定する。そして、測定した電圧から電気抵抗値を求める。
なお、ハニカム体の電気抵抗値は、ハニカム体のサイズや供給する電流等によって調整することができる。
【００９３】
また、ハニカム体の中心と各電極の両端とが成す電極角度α（図１３参照）は７８°に設定した。各電極の基準電極部及び２つの外側電極部は、すべて同じ周方向長さとしており、その周方向長さは２１．１ｍｍである。
なお、電極角度αは、大きすぎても小さすぎても好ましくない。電極角度αは、７８±１０°の範囲であることが好ましい。大きすぎると（８８°を超えると）、外側の電極間の距離が短くなるため、外側の電極間に電流が流れ易くなってしまう。また、小さすぎると（６８°未満であると）、電極が配置されていない部分（電極よりも外側の部分）に電流が流れず、温度が低くなってしまう。
【００９４】
また、一対の電極の対向方向における電極間の距離のうち、最も長い距離Ｌ１（図１３参照）は、基準電極部の中央の位置であり、その値が９３ｍｍである。また、最も短い距離Ｌ２（図１３参照）は、外側電極部の最も外側の位置であり、その値が７２．３ｍｍである。また、（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１の値は０．２２である。
【００９５】
次に、ハニカム構造体（試験体１〜１２）の製造方法について説明する。
まず、導電性を有するＳｉＣ材料からなるハニカム体を成形した。
【００９６】
また、各電極における基準電極部及び外側電極部を構成する６種類の電極材ａ〜ｅを作製した。
具体的には、ＳｉＣ粉末とカーボン（Ｃ）粉末とを所定の配合比（表１参照）で混合し、そこへバインダ、水、潤滑油等を加えて粘土化し、押出成形にて成形した後、乾燥機にて乾燥した。これにより、成形体を得た。成形体は、内径９３ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの円筒管形状とした。
【００９７】
次いで、この成形体を所定のサイズに加工した後、金属シリコン（Ｓｉ）粉、水、アルコール溶媒、粘土調整用バインダ等を混合してスラリー状にしたものを成形体の表面に塗布した。塗布量に規定はなく、表面が目視レベルでコートされていることが確認できればよい。その後、アルゴンガス雰囲気にて１７００℃、２時間の条件で焼成した。これにより、６種類の電極材ａ〜ｅを作製した。
【００９８】
作製した電極材ａ〜ｅの電気抵抗率は、表１に示すとおりである。電極材ａ〜ｅの電気抵抗率は、上述したハニカム体の電気抵抗値と同様の方法で電極材の電気抵抗値を求めた後、電極材の長さ（厚さ）、断面積を求めた。そして、Ｒ＝ρ×（Ｌ／Ａ）（Ｒ：電気抵抗値（Ω）、ρ：電気抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｌ：長さ（ｃｍ）、Ａ：断面積（ｃｍ2））の関係式から、電気抵抗率を求めた。
【００９９】
【表１】
0005691848.tif 000002
【０１００】
また、各電極における基準電極部及び外側電極部をハニカム体に接着するためのペースト状の接着剤を作製した。
具体的には、ペースト状の接着剤としては、基本的に接着する電極材ａ〜ｅと同じ材料を用いた。接着剤には、電極材ａ〜ｅと同じ配合比のＳｉＣ粉末及びカーボン（Ｃ）粉末、さらに金属シリコン（Ｓｉ）粉末、粘度調整用バインダ、水を混合して作製した。
【０１０１】
なお、金属シリコン粉末（Ｓｉ）は、ＳｉＣ＋Ｃを１００質量％とした場合に、（１５×ＳｉＣ（質量％）／８５）＋（Ｃ（質量％）×２．３４）質量％添加した。また、粘度調整用バインダは、ＳｉＣ＋Ｃ＋Ｓｉを１００質量％とした場合に８質量％を添加した。また、水は、ＳｉＣ＋Ｃ＋Ｓｉを１００質量％とした場合に、４５質量％添加した。また、粘度調整用バインダとしては、メチルセルロースを用いた。
【０１０２】
例えば、電極材ａの接着剤の場合、ＳｉＣ粉末とカーボン（Ｃ）粉末との配合比が６０質量％：４０質量％であるため、ＳｉＣ粉末：６０ｇ、カーボン（Ｃ）粉末：４０ｇの場合、金属シリコン粉末（Ｓｉ）：１０４ｇ、粘度調整用バインダ：１６ｇ、水：９２ｇとなる。
【０１０３】
そして、ハニカム体の外周面に、接着剤を介して一対の電極を配置した後、アルゴンガス雰囲気にて、１６００℃、２時間の条件で焼成した。
ここで、試験体１では、電極全体として電極材ａを用いた。また、試験体２〜１２では、電極における基準電極部に電極材ａ、外側電極部に電極材ａよりも電気抵抗率が大きい電極材ｂ〜ｆを用いた。それぞれ用いた電極材は、表２に示すとおりである。
【０１０４】
また、試験体７〜１２では、実施例４と同様に、外側電極部とハニカム体との間に隙間を設けた（図７、図８参照）。これは、試験体２〜６のなかでＡ値が大きい試験体２、３（外側電極部の電極材ｂ、ｃ）に着目し、外側電極部とハニカム体との間の一部に隙間を設けた場合の効果を確認するためである。隙間は、それぞれ外側電極部の周方向長さの１／４（試験体７、１０）、２／４（試験体８、１１）、３／４（試験体９、１２）とした。また、隙間の体積は、それぞれ０．３、０．５、０．８ｃｍ3である。
【０１０５】
また、作製した試験体１〜１２のハニカム構造体において、電極（基準電極部及び外側電極部）の厚みは、１ｍｍである。また、接着剤の厚みは、０．５ｍｍ程度である。また、電極端子は、直径１２ｍｍ、長さ１５ｍｍである。また、電極端子は、電極材ａと同様の材料からなる。なお、電極端子及びその電極端子を設ける基準電極部は、ともに電気抵抗率が低い電極材ａを用いている。これは、電極端子間がスポット的に発熱することを防止するためである。
【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
次に、ハニカム構造体（試験体１〜１２）の評価方法について説明する。
まず、電極端子間に１Ａの電流を流し、電極間の距離が最も長いＬ１となる場所における電極間の電気抵抗値Ｒ１、電極間の距離が最も短いＬ２となる場所における電極間の電気抵抗値Ｒ２をマルチメータで測定した（図１３参照）。そして、（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１の値を求めた。さらに、Ａ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１）／（（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１）の関係式で示されるＡ値を求めた。なお、（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１の値は、上述したとおり０．２２である。
【０１０８】
次いで、ハニカム構造体の電極端子間に２ＫＷの一定電力を投入し、６０秒後におけるハニカム体の各部位の温度を測定した。温度測定箇所Ｔは、図１２に示すごとく、全部で１７箇所である。温度測定方法は、熱電対を挿入して測定する方法やサーモビュアによって測定する方法等、様々な方法で測定することができる。本例では、サーモビュアによって測定した。
そして、測定した１７箇所の温度のうち、最も高い温度と最も低い温度との差を温度差ΔＴとして求め、均一に発熱しているかどうかを評価した。
【０１０９】
【表３】
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【０１１０】
次に、評価結果を表３に示す。
同表から、従来のハニカム構造体である試験体１は、Ａ値が１３．２であり、温度差ΔＴが２２０℃であった。
一方、電極を基準電極部及び外側電極部で構成し、電気抵抗率を変化させたハニカム構造体である試験体２〜１２は、Ａ値が０．１〜１０の範囲となり、温度差ΔＴが２００℃以下となった。特に、試験体４、５、１０、１１は、Ａ値が０．８〜１．２であり、温度差ΔＴが１００℃以下と非常に良好な結果となった。なお、Ａ値が１よりも小さくなると、外側電極部の外側における電気抵抗値が高くなり、電流が流れ難くなるため、温度差ΔＴが大きくなる。
【０１１１】
また、同表から、試験体７〜９は、外側電極部とハニカム体との間に隙間を設けたことにより、隙間を設けていない試験体１に比べてＡ値が小さくなり、温度差ΔＴが低くなった。また、同様に、試験体１０〜１２は、外側電極部とハニカム体との間に隙間を設けたことにより、隙間を設けていない試験体２に比べてＡ値が小さくなり、温度差ΔＴが低くなった。
【０１１２】
以上の結果から、各電極を周方向に分割して構成し、電極間の距離に基づいて電気抵抗率を制御することで、ハニカム体に流れる電流の経路によって一対の電極端子間の電気抵抗値が偏ることを抑制し、ハニカム体に流れる電流の均一化を図ることができることがわかった。
【符号の説明】
【０１１３】
１  ハニカム構造体
２  ハニカム体
２１  セル形成部
２２  外皮部
２２１  外周面（外皮部の外周面）
３、４  電極
３０、４０  電極端子
３１、４１  基準電極部
３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ  外側電極部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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